| 0 |
|
Перовскит стал одним из наибольших сюрпризов в исследованиях солнечных батарей. Всего за шесть лет эффективность преобразования солнечной энергии перовскитными элементами возросла в пять раз. Кроме того, возможность получать этот материал из раствора позволяет с минимальными затратами изготовлять солнечные батареи больших размеров печатным способом.
Поскольку перовскитные слои эффективно поглощают свет из голубой части спектра, их пытаются комбинировать с кремниевыми слоями, преобразующими в электричество красные и инфракрасные фотоны. Но изготовить такой тандем как одно целое оказалось непросто. Для оптимальной работы перовскитные элементы обычно наносят на слои двуокиси титана, предварительно спекаемые при температуре около 500°C, но такая обработка ведёт к деградации свойств аморфного кремния, который покрывает кристаллическую подложку гетеропереходного солнечного элемента.
Команда профессора Бернда Реха (Bernd Rech) из Института кремниевой фотоэлектроники Центра Гельмгольца в Берлине совместно с группой профессора Михаэля Гретцеля (Michael Graetzel) из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) первыми смогли изготовить такую тандемную батарею в виде монолита. Для этого они заменили диоксид титана слоем оксида олова, при нанесении которого не нужны высокие температуры. Поверх этого промежуточного слоя напылялся перовскит, а его, в свою очередь, покрывали материалом с дырочной проводимостью.
Еще одним узким местом конструкции является прозрачный фронтальный контакт. Обычно его получают напылением, но эта процедура разрушает чувствительный перовскитный слой вместе с дырочным проводником. Избежать этого инженерам удалось добавив прозрачный защитный слой.
Получившийся в итоге тандем в испытаниях показал напряжение разомкнутой цепи 1,78 В и эффективность преобразования 18% — почти на 20% выше, чем у индивидуальных элементов.
Как заметил доктор Стив Альбрехт (Steve Albrecht), ведущий автор статьи по итогам работы, опубликованной в журнале Energy & Environmental Science, при таком уровне напряжения данную комбинацию материалов вполне можно применять для получения водородного топлива из солнечного света.
Использование дополнительных светоулавливающих структур (текстурированной поверхности или пирамидок, произвольно расположенных на поверхности), по мнению авторов способно довести кпд тандема до 25 или даже 30%.
Новая батарея имеет кремниевую основу, благодаря чему для её производства можно использовать наиболее широко распространённые технологии полупроводниковой индустрии, дополнив их лишь несколькими несложными этапами.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
